北京師範大學
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2018年7月14日，中國兒童青少年腦智研究全國聯盟全國協作研究進展交流會在北京師範大學召開。二十多家聯盟成員單位齊聚北京，科大訊飛攜手其他聯盟單位重磅發布「訊飛教育腦計劃」，聚焦腦智科學前沿，分享年度研究成果，研討未來重點工作，以更好地服務國家基礎教育重大需求。
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科大訊飛聯合中國兒童青少年腦智研究全國聯盟其他單位重磅發布「訊飛教育腦計劃」
科大訊飛聯合北京師範大學等聯盟其他成員單位，發起了「訊飛教育腦計劃」，該計劃聚焦研究兒童青少年腦與心智發育和提升的新機制與新機理，探索個體學習與課堂教學的新方法與新形式。
中國兒童青少年腦智研究全國聯盟牽頭單位北京師範大學校長董奇教授說，「人的發展是腦不斷構建的過程，因此遵循客觀的教育規律就必須研究清楚兒童青少年的腦智發育與提升規律，以使教育符合人才成長規律、促進人的全面發展。科學的教育必須理解腦、適應腦、促進腦。
中國兒童青少年腦智研究全國聯盟牽頭單位、北京師範大學校長董奇教授致辭
科大訊飛董事長、總裁劉慶峰博士說，「訊飛教育腦計劃」依託中國兒童青少年腦智研究全國聯盟，積極面向國家基礎教育重大需求和腦智科學研究前沿，以高科技企業的核心智能技術推動兒童腦智發育規律的創新研究，並圍繞學習者精準測評-分型-學習資源適配等教育應用的關鍵問題，協同開展教育應用轉化，真正幫助教育管理者高效決策、教師減負增效和學生個性化學習，把教學相長、精準教學、因材施教落到實處。
科大訊飛董事長、總裁劉慶峰博士介紹「訊飛教育腦計劃」
「訊飛教育腦計劃」著力圍繞「一個平臺、兩條主線，N項應用」，與腦智研究全國聯盟其他成員單位密切合作，努力為聯盟其他成員單位的基礎和教育應用研究提供強有力的技術支撐，最終為提高兒童青少年腦智發育水平、推進基礎教育的質量與公平提供關鍵技術、資源和大規模應用範式。
一個平臺
一個平臺是指為兒童青少年腦智研究全國聯盟研究單位提供大規模協作研究的智能平臺，在此平臺上訊飛將向聯盟成員研究單位提供採集、存儲、計算以及分析等資源，聯盟各成員單位將可以利用訊飛的資源便捷地開展基礎及應用研究，創新協作研究模式。
兩條主線
兩條主線是指聯盟成員單位開展的基礎研究與應用研究兩條主線，基礎研究主要圍繞兒童青少年的腦發育、認知與學習以及情緒與行為調控等領域開展，並著力發展學習困難、情緒行為問題發展評價、診斷和幹預等應用技術，通過智能技術，實現大範圍應用，推進教育質量與公平。
N項應用
N項應用則是以產品或應用場景為導向的實用技術，訊飛與全國聯盟其他各成員單位密切合作，分階段實施。第一個階段主要研究感知腦、計算腦、語言腦、音樂腦、運動腦、情緒腦、道德腦和社會腦，面向正常兒童青少年群體研究支撐應用與兒童多元智能特徵刻畫、分型與預測應用。第二個階段是以研究學習困難腦、情緒行為問題腦為主的障礙識別、幹預應用與有特殊發展需求的兒童關懷應用。第三個階段是以全面和諧發展的腦及身心健康應用為目標，探究「德、智、體、美、勞」全面發展、促進身心和諧的教與學的腦科學基礎，形成科學的全面的人才培養方案建議。
聯盟成員籤約「訊飛教育腦計劃」
為推動「訊飛教育腦計劃」的實施，科大訊飛將在未來十年內出資20億元，用於開展關於兒童青少年腦智活動規律方面的研究，以及建立多模態數據管理中心，協助存儲、清理、應用人工智慧挖掘兒童青少年腦智發育多模態、多維度數據，培訓數千名應用型教育腦科學人才。藉助作為國家四大人工智慧開放平臺之一的訊飛開放平臺的技術優勢，訊飛將向聯盟其他成員單位按需開放大數據系統、雲計算系統以及深度學習系統。
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中國兒童青少年腦智研究全國聯盟最新工作進展
「中國兒童青少年腦智研究全國聯盟」成立於2017年9月，由北京師範大學牽頭，北京大學、清華大學、中國科學院自動化所、心理研究所、深圳市神經科學研究院、科大訊飛等20餘家高校、科研機構和企業代表、心理學與腦科學學術帶頭人共同參與，聯合攻關，以科學理解兒童青少年腦智發育規律，提升腦智發育水平，防治學習困難、情緒行為問題等腦智發育問題。聯盟成立一年來在兒童青少年腦發育與智力發展研究方面取得了顯著進展和階段性成果。
聯盟團隊專家交流全國協作研究進展
1.搭建大數據平臺，初步建成中國兒童青少年腦發育軌跡多維度「數據銀行」，繪製多模態標準腦模版和腦分區圖譜。
為了在全國範圍內開展大規模的數據採集，聯盟確定了標準化的數據採集和質控流程。基於科大訊飛的人工智慧開放平臺和雲平臺，搭建了數據採集、分析、管理的統一平臺，實現了標準化的在線數據採集、存儲、分析和管理。
聯盟團隊初步揭示了兒童青少年發育過程的一系列變化規律，構建了精細年齡分段下的學齡兒童腦發育結構和功能圖譜，腦灰質、白質和腦脊液概率圖譜，以及以1歲為年齡間隔的各個精細年齡分段下的動態腦結構模板。這些工作是腦發育研究的基礎。
北師大及合作單位繪製的中國兒童青少年腦結構標準模板圖譜
聯盟成員單位北京師範大學、北京大學等團隊密切合作在北京開展了兒童腦發育與學校適應的追蹤項目，中國科學院心理研究所、西南大學等合作在重慶開展了多個年齡組兒童青少年腦發育的追蹤，深圳神經科學研究院、深圳大學、華南師大、遼寧師大等團隊已開始在不同地區開展兒童青少年各年齡段的心理行為與腦影像樣本積累。
這些工作將推動中國兒童腦發育常模參照標準建立，推動多模態人腦連接組學研究的標準化，為全國隊列研究的開展奠定了良好的基礎。北京師範大學賀永教授研發的具有自主智慧財產權的多模態腦影像、人腦連接組計算和可視化軟體，已被哈佛、牛津、劍橋大學等800多個國內外研究機構使用。這些工作為大規模、多中心數據採集奠定了堅實的基礎，為教育神經科學應用的落地提供了強大支撐。
2.早發現、早幹預，建立兒童學習腦預警指標，透視兒童語言與數學大腦網絡的秘密。
應用機器學習技術，聯盟團隊構建了基於腦白質的識別模型，實現了對閱讀障礙兒童個體的高精度自動判別，僅通過掃描大腦的腦白質，就可能有效預測孩子是否具有閱讀障礙。聯盟團隊發現，障礙兒童閱讀的相關腦區激活不足、白質纖維存在異常、皮層厚度和表面積也有別於正常兒童。深圳大學神經科學研究院譚力海教授提出了大腦語言功能區文化特異性理論，由於表意文字與表音語言的可能差異，應研究適合中國兒童閱讀腦網絡發育規律的識別和促進工具。
通過掃描大腦的蛋白質，可能有效預測孩子是否具有閱讀障礙
聯盟團隊通過研究揭示，語言與數學學習也有著密不可分的關係。數學學習除了涉及到視覺空間網絡之外，還運用了大腦的語言網絡。數學概念和原理的學習、數學問題的解決等離不開大腦的語義網絡，而多位數的計算等則可能與大腦的語音網絡密不可分。
腦智聯盟在語言和數學學習領域開展的一系列研究，架起了腦科學與基礎教育教學之間的橋梁。面向未來，聯盟團隊成員單位北京師範大學、華南師範大學、中國科學院心理研究所和深圳大學神經科學研究院等單位正結合大腦掃描、行為分析、「基因植入」的模式動物等國際最新技術，試圖從更廣闊的層面探討語言的起源、數學學習的本質、語言與數學學習障礙的預防診斷和幹預等問題。
3.關注個體社會化健康發展，揭示兒童情緒神經網絡發育敏感階段。
聯盟團隊探尋到兒童青少年腦發育與情緒認知發展的重要關聯模式，發現兒童期情緒相關神經網絡正處於高度可塑性和易感性並存的關鍵發育階段。而最新一項研究發現，大腦對負面情緒信息的記憶經過睡眠固化後，會變得更加難於「被駕馭和抑制」。這項成果揭示了「隔夜愁更愁」現象背後的神經機制，為家庭和學校心理健康教育等提供了新啟示。
大腦對負面情緒信息的記憶經過睡眠固化後，會變得更加難於「被駕馭和抑制」
聯盟團隊最新的腦電研究揭示，以憤怒面孔為代表的負性評價信息會破壞個體的自我面孔加工優勢；但自尊可以緩衝潛在社會評價威脅對自我面孔加工優勢的抑制。這表明提升兒童的自尊水平可能幫助其有效應對社會評價威脅，從而保持心理健康。聯盟團隊關於兒童自我概念、親社會行為等研究結果同樣值得家長和老師深思，對於指導兒童建立社交網絡、適應社會環境等具有重要意義。
4.先天還是後天？揭示基因與環境對兒童腦智發育的交互作用。
大腦和心理髮育同時受到先天遺傳因素和後天環境因素的影響，只有理解基因和環境的交互作用，才能將科學研究有效應用於教育實踐。因此，聯盟團隊重點關注認知、情緒、人格等心理學特質，著重研究心理髮育和腦發育的基因基礎。通過研究分別發現了工作記憶、執行功能、智力、語言學習、情緒、人格等方面的關聯基因。
聯盟團隊研究了基因、腦、行為、環境之間複雜的相互關係，發現了基因對海馬和工作記憶關係的調節作用，腦在基因和人格之間、基因和語言能力之間的中介作用，環境因素和基因對決策行為的交互作用。下一步，聯盟計劃通過全基因組-全環境組的研究，詳細刻畫影響兒童發展和教育的遺傳和環境因素及其複雜的相互作用，從而為個性化教育提供科學的指導。
5.監測兒童腦智發育，促進關鍵腦網絡發育，科學訓練助推腦智提升
以往兒童的腦智發育研究往往採用橫斷研究和小規模縱向研究，但每個孩子在不同認知能力的發展水平上有著巨大的個體差異。聯盟團隊將在全國儘快啟動對我國上萬名兒童腦智發育及提升機制的「長期追蹤」，預期建立個性化的兒童腦認知發展測評、監控、幹預體系，準確檢測每個孩子的多種認知能力發展和腦發育水平，真正實現因材施教。
基於腦機接口的個性化高效學習系統
核心認知能力是預測中小學生學業成就的重要指標，全方位提升核心認知能力可以促進兒童青少年學業成就可持續的發展。聯盟成員單位北京師範大學薛貴團隊和李小俚團隊十年來在兒童認知發育領域積累了豐富經驗，研發了帶有腦電反饋的計算機化自適應認知訓練，這種通過腦電生物反饋訓練提高注意力的方案已經開始獲得應用。同時腦智聯盟成員單位北京師範大學秦紹正、遼寧師範大學楊麗珠等團隊針對各種情緒、行為問題和健全人格培養等，開發了個體和團體培訓，針對不同維度的腦智訓練也正在研發中，以全面促進兒童身心健康發展。
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中國兒童青少年腦智研究全國聯盟未來工作計劃
與會代表對於各聯盟單位取得的階段性成果給予了充分肯定，對前期工作中積累的經驗和存在的問題進行了深度討論，並提出了下一步重點工作計劃。
第一，啟動前瞻性學齡兒童腦智發育追蹤隊列。
建立具有全國代表性，體現群體多樣性的全國學齡兒童腦智發育追蹤隊列，採用多中心協作方式，對全國範圍內上萬學齡兒童進行行為－腦－基因和環境數據的採集與追蹤。
第二，設立多中心腦影像數據採集標準與質控方案。
為保證數據質量，並為後續追蹤隊列提供關鍵技術，聯盟成員單位北京大學高家紅團隊將會同北師大、華南師大、中科院心理所、西南大學等建立多中心數據收集和管理的參數、標準、質量控制和處理支持體系，在全國協作研究中使用。這對於多中心採集的影像大數據的融合和共享，保證數據質量和可靠性具有保障作用。聯盟將制定嚴格的成像儀器質量監控流程，統一數據採集規範和標準。
第三，加強數據平臺建設，構建全國兒童青少年腦智發育公共服務平臺。
整合腦智發育測評系統、學習困難（含情緒行為問題）預警分型系統、腦智提升幹預系統。在科大訊飛研究院提供的人工智慧、大數據和雲計算平臺上，未來將努力建立基於家庭、學校、醫院等專業機構的腦智開發示範平臺，為最終實現腦智提升技術的大規模應用奠定基礎。
在現代科學技術的推動下，全世界科學家對兒童青少年學習和腦發育的探索逐步深入。中國兒童青少年腦智研究全國聯盟集合全國力量，開展大範圍的聯合攻關，聚焦教育，大力推動與中小學基礎教育的緊密結合。北京師範大學等二十多家全國兒童青少年腦智研究聯盟成員單位將繼續發揮示範引領作用，通過跨學科交叉融合、多中心協作、技術攻關與共享、科研成果應用與轉化，為提升全體國民素質、推進我國基礎教育優質均衡發展提供智力支撐，助力中國億萬兒童青少年健康成長。
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來源：北師大認知神經科學與學習國家重點實驗室
攝影：羅紅松
排版：劉越浩
值班編輯：黃釗藝
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